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2019年  第4卷  第4期

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基于TVDI的布尔台矿区土壤湿度变化分析
徐霞, 孙文彬, 王振
2019, 4(4): 285-291.
摘要(662) PDF(191)
摘要:
矿区土壤湿度变化监测对我国西部资源开发、生态保护及旱灾预警等领域的研究具有十分重要的意义。本文以神东煤炭集团所属的布尔台矿区为研究区,基于2000-2017年时相相近的Landsat 5 TM和Landsat 8 OLI长时间序列遥感影像,引入归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)和地表温度(land surface temperature,LST)构建NDVI-LST光谱特征空间,计算获取了矿区的温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI),制作了矿区土壤湿度的变化趋势及影响因素。结果表明:在8、9月份植被物候期基本一致的条件下,2000-2017年布尔台矿区地表土壤湿度呈现增长趋势,没有发现明显的干化现象,与矿区植被的人为恢复和矿区环境的改善有关。
顾桂矿区活断层三维地震解释及其发育特征研究
师素珍, 谷剑英, 郭家成, 刘中元, 李玉莹
2019, 4(4): 292-298.
摘要(466) PDF(120)
摘要:
为了查明顾桂矿区活断层的发育特征,采用三维地震的方法进行研究。 首先应用叠前时 间偏移处理的方法对活断层进行了高分辨率地震数据处理;在归位准确的情况下,采用地震属性 和三维可视化分析,同时利用体-面-线-点相结合的全三维解释方法,对研究区新生界发育的断 层进行精确查明。 在此基础上,对新生界底界面进行了时深转换,获得了深度等值线图。 全区共 解释8条活断层,通过统计发现这些断层走向基本为北西向,倾角近90°,发育规律性强,并且延 展长度长、切割深度大,部分断层还延伸到煤系地层中。 随着采动影响和应力释放,断层错动面 将变宽,有可能形成导水通道,可见活断层是煤矿安全开采的重大威胁,必须予以足够重视。
深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究
胡涛, 侯公羽, 李子祥, 李柱和, 谢冰冰, 陈建鹏, 崔永科
2019, 4(4): 299-307.
摘要(662) PDF(136)
摘要:
为了在山西省南阳煤矿3207工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙 的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切 顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。 以南阳煤矿3207工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了 数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布 与变化。 数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提 高。 现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破 坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。
深部煤系页岩吸水及软化效应微观机理研究
张娜, 王水兵, 何枭, 李家斌, 高伟皓
2019, 4(4): 308-317.
摘要(508) PDF(116)
摘要:
采用自主研发的深部软岩水理作用智能测试系统,对采自辽宁沈阳大强煤矿的页岩样品进 行了不同水压条件下的吸水实验,并对吸水前后的页岩试样进行了X射线衍射实验、压汞实验、电 子扫描电镜实验以及单轴压缩实验。 研究结果表明:① 页岩试样的吸水率随吸水时间增长而显著 增加,而吸水速率则随吸水时间增长显著下降,吸水曲线均可以通过指数函数拟合;② 不同水压条 件下页岩试样吸水能力差异显著,水压能显著提高页岩试样的吸水率;③页岩试样的吸水能力与黏 土矿物含量之间存在正相关关系,黏土矿物特别是伊利石在页岩试样的吸水过程中起着重要作用; ④页岩试样的吸水能力与有效孔隙率之间存在负相关关系,这种关系的内在原因与其微观孔隙结 构密切相关;⑤水化页岩试样的单轴抗压强度与其含水率之间呈线性负相关关系,吸水后岩石内部 孔隙率的增加是导致页岩试样吸水之后强度衰减的重要原因之一。
布孔方式及延期时间对煤体破碎效果影响的数值模拟
刘飞, 常坤林, 李猛
2019, 4(4): 318-326.
摘要(492) PDF(108)
摘要:
针对煤体爆破中不同装药布孔方式及延期时间对煤体破碎效果的影响,本文采用ANSYS-IS/DYNA进行了数值模拟,并对计算结果进行分析。结果表明:爆炸应力波在煤体中产生叠加效应,煤体的破碎主要以拉伸为主;随着孔距排距比的增加,煤体的破碎程度呈现先增加后降低的趋势;当孔距与排距比为1.5时,三角形布孔中心所受应力峰值和煤体的破碎程度均达到最大,分别为175 MPa和9.6%;空孔周围裂纹呈环状分布,且当孔距与排距比为1.0或1.5时,裂纹主要集中在三角形内部;孔间延期时间为0.5 ms时较1.0 ms时的裂纹分散度大,且随着排间延期时间的增加裂纹数有所增加。
煤基固废制备充填材料配比优化试验研究
唐岳松, 张令非, 吕华永
2019, 4(4): 327-336.
摘要(654) PDF(101)
摘要:
为制备低成本、高强度的煤矿充填材料,以煤矸石做骨料,以粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣为 胶凝材料制作试件,并对其进行单轴抗压强度、坍落度、扩展度指标测试,研究了充填材料配比优 化前后的力学性能、各组分影响情况。 结果表明,脱硫石膏、硅钙渣在一定掺量范围内具有较强 的胶凝作用;随着粉煤灰掺量增加,充填材料初期强度增长较慢,应控制其掺量不高于6.67%;粉 煤灰与硅钙渣联合使用能激发硅钙渣的胶凝性能;煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、硅钙渣、水泥最优 质量比为70:6:3:12.5;8.5。 利用响应面法对结论进行了验证,试验结论与预测一致。
含应力包裹体的掘进工作面岩爆力学分析模型探究
杨小彬, 周杰, 张子鹏
2019, 4(4): 337-342.
摘要(584) PDF(181)
摘要:
地下岩巷掘进工作面经常会发生局部动力现象或动力灾害(如岩爆)。 为研究其发生机 理,根据封闭应力假说建立含应力包裹体的掘进工作面简化力学模型;基于弹性力学基本理论, 推导了含应力包裹体的掘进工作面应力分布公式及最大主应力公式;基于最大主应力准则,当岩 巷掘进工作面距离包裹体一定距离时,沿最大主应力方向破裂面之间的岩石会在上覆岩层及应 力包裹体联合作用下向采掘空间运移,形成V形爆坑。 本研究可在一定程度上解释掘进工作面 岩爆现象,并为预防岩爆提供理论支持。
泥浆泡沫性能及影响因素研究
朱红青, 胡超, 周全涛, 李家程, 吴博, 陈伟
2019, 4(4): 343-348.
摘要(523) PDF(191)
摘要:
煤自燃严重威胁着煤矿安全生产,传统灌浆等煤自燃防治技术效果不佳。 泥浆泡沫是一 种新型的防灭火材料,本文对泥浆泡沫制备的影响因素、因素主次性及最佳配比进行了探究。 研 究表明,泡沫体积的影响因素由大至小依次为表面活性剂浓度、稳定剂浓度、泥浆浓度,稳定时间 的影响因素由大至小依次为泥浆浓度、稳定剂浓度、表面活性剂浓度。 同时,通过程序升温试验 进行了泥浆泡沫阻化性能测定,经泥浆泡沫处理的煤样在200℃时CO、CH4 的释放量较原煤煤 样分别降低49*7%和35*1%,泥浆泡沫有效抑制了煤体氧化和CO、CH4 释放,具有良好的阻化 性能。
深部综掘巷道机器人化超前支护方案与最佳支护时机研究
薛光辉, 程继杰, 管健, 李秀莹, 吴淼
2019, 4(4): 349-356.
摘要(544) PDF(216)
摘要:
综掘工作面为顶板垮落、片帮等事故多发区,且随着煤炭开采深度的增加,安全问题更为 严峻,严重威胁着煤矿工人的人身安全。 超前支护是事故预防和安全保障的有效途径之一。 基 于自主设计的机器人化自移式支锚联合机组,提出了综掘巷道超前支护方案和支护时机的概念, 阐述了支护机器人的结构与工作原理。 以旗山矿地质条件为例,建立了巷道围岩-超前支架力学 耦合模型,采用数值模拟分析了不同支护时机下巷道围岩变形与支架受力情况。 结果表明:顶板 下沉10~15mm时,巷道围岩承载能力较强,平衡后顶板最大下沉量最小,约29.64mm,超前支 架顶部受力最小,约0.13Mpa,有利于超前支架的设计与巷道安全支护,为最佳支护时机。 总结 了综掘巷道最佳支护时机的确定方法,为利用巷道围岩的自承载能力、减小巷道围岩变形、降低 巷道支护成本、提高巷道支护效率和安全性提供了思路。
超声波同步处理强化煤泥浮选的试验研究
王卫东, 张楠, 靳立章
2019, 4(4): 357-364.
摘要(556) PDF(122)
摘要:
为探究超声波对细粒煤泥浮选过程的影响,自制超声浮选装置进行浮选试验。 使用激光 粒度仪、扫描电子显微镜,分析超声波对浮选产品粒度组成和表面特性的影响;利用紫外分光 光度计测定矿浆剩余捕收剂量,计算超声波对捕收剂吸附的影响。 试验结果表明:在浮选过程加 入超声波后,可燃体回收率、浮选完善指数均有提升;100kHz超声波作用时,可燃体回收率比常 规浮选提高10%,改进效果最佳;在同等浮选条件下,超声浮选比常规浮选所需浮选药剂用量低 19%~35%。 超声作用能够去除煤粒表面吸附细泥,促使浮选气泡团聚,形成气絮团,提高大于+0.045mm粒级的浮选效率。
基于幅频特性的振动弛张筛工况调试的研究
于驰, 王新文, 魏红波, 宫三朋, 赵国锋, 朱国辉, 孙佳川
2019, 4(4): 365-374.
摘要(489) PDF(62)
摘要:
振动弛张筛工况的合理性与稳定性对其筛分性能和处理能力有很大的影响。 本文基于 双质体有阻尼线性振动理论建立反映其振动特性的力学模型,通过数学和动力学分析,揭示其主 要动态参数:剪切弹簧阻尼比 ξ2、偏心质量矩 Mr、剪切刚度 k2x和质量比 μ(浮动筛框与主动筛框 的质量比)对工况点幅频特性的影响规律,并通过试验进行分析验证。 结果表明:工况频域内可 以忽略阻尼比对相对振幅的影响;质量比约为0*3时既不会过多增加参振质体质量,又可以降低 物料对振动系统的影响;调整剪切刚度,使其工况位于稳定的频域;增减偏心质量矩,可线性增减 其相对振幅。 提出了一种合理的调试方法,先调节质量比,再调整剪切刚度,最后增减偏心质量 矩,保证工业弛张筛在达到合理相对振幅时工况点位于稳定的频域区间,完善振动弛张筛在工况 调试时的理论和技术支持。